接著上一篇力學基礎,這一篇講力學裡面的運動學。
力和運動間的關係
很久之前,人們一直認為力是維持物體運動的必要條件。直到
伽利略
提出並用實驗證明物體的運動不需要力來維持,力是改變物體運動狀態的。
後來牛頓對伽利略的實驗進行歸納總結得到了力學三定律,又稱牛頓三定律,更全面地闡述了力與運動之間的關係。之後運動的研究和力的研究就合為一類。
牛頓三定律:第一定律說明了力的含義:力是改變物體運動狀態的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物體獲得加速度;第三定律揭示出力的本質:力是物體間的相互作用。
伽利略的斜面實驗
幾種常見運動及其受力
1。
直線運動
:物體運動軌跡是一條直線,勻速運動外力為0,即不受力,加速運動外力與物體運動方向相同,減速運動外力力與物體運動方向相反。
2。
圓周運動
:運動軌跡是個圓或者是一段圓弧。圓周運動可能是勻變速(力的方向大小不變,比如重力),
也可能是非勻變速(勻速圓周運動)。
3。曲線運動:運動軌跡是曲線,圓周運動也是曲線運動。力的方向和大小都要具體分析。
運動學公式
直線運動
V平=S/t (定義式)
有用推論Vt^2 –Vo^2=2as
中間時刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
末速度Vt=Vo+at
中間位置速度Vs/2=[(Vo^2 +Vt^2)/2]1/2
位移S= V平t=Vot + at^2/2=Vt/2t
加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0
自由落體
初速度Vo=0
末速度Vt=gt
下落高度h=gt^2/2(從Vo位置向下計算)
推論Vt^2=2gh
圓周運動
v(線速度)=S/t=2πr/T=ωr=2πrf (S代表弧長,t代表時間,r代表半徑)
ω(角速度)=θ/t=2π/T=2πn (θ表示角度或者弧度)
T(週期)=2πr/v=2π/ω
n(轉速)=1/T=v/2πr=ω/2π
Fn(向心力)=mrω^2=mv^2/r=mr4π^2/T^2=mr4π^2f^2
an(向心加速度)=rω^2=v^2/r=r4π^2/T^2=r4π^2n^2
vmax(過最高點時的最小速度)=√gr (無杆支撐)。
最後給大家就三道題用作練習,評論區留下你們的答案
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